Druckluftbremszylinder in Kolbenbauweise

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Druckluftbremszylinder in Kolbenbauweise zur Betätigung einer Scheibenbremse, mit einem Gehäuse (1, 2, 3) und einem in dem Gehäuse (1, 2, 3) beweglichen, mit Druckluft beaufschlagbaren Kolben (4), der zur Betätigung der Scheibenbremse mit einer durch eine Öffnung (15) des Gehäuses (1, 2, 3) geführten Kolbenstange (6) verbunden ist. Hiervon ausgehend wird ein Druckluftbremszylinder angegeben, bei dem die Verkippneigung und damit die Reibung des Kolbens zu verringert ist. Hierzu ist der Kolben (4) oder ein mit dem Kolben (4) starr verbundenes Teil auf der der Öffnung (15) abgewandten Seite des Kolbens (4) mit einem Fortsatz (7) verbunden, der eine axiale Führung des Kolbens (4) bewirkt. Die Erfindung betrifft ferner einen Druckluftbremszylinder mit einer Parkbremsfunktion sowie eine Bremsenzuspannvorrichtung zum Zuspannen einer Scheibenbremse.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Druckluftbremszylinder in Kolbenbauweise gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Ein gattungsgemäßer Druckluftbremszylinder ist aus der EP 0 949 433 B1 bekannt.

[0003] Der gattungsgemäße Druckluftbremszylinder ist mit einer Scheibenbremse verbunden, die zur Bremsbetätigung einen Zuspannhebel aufweist. Bei einer Betätigung des Druckluftbremszylinders wird über eine Kolbenstange des Druckluftbremszylinders der Zuspannhebel verschwenkt. Dabei beschreibt das Ende des Zuspannhebels eine Kurve. Hierdurch wird bei der Betätigung des Zuspannhebels eine Querkraft auf die Kolbenstange ausgeübt. Insbesondere bei voll betätigtem Druckluftbremszylinder und somit weit ausgefahrener Kolbenstange kann der Kolben des Druckluftbremszylinders zum Verkippen neigen und dadurch eine erhöhte Reibung an den Gehäusewandungen des Druckluftbremszylinders erzeugen.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verkippneigung und damit die Reibung des Kolbens zu verringern.

[0005] Diese Aufgabe wird durch die in dem Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0006] Die Erfindung hat den Vorteil, auf einfache und kostengünstige Weise und mit geringen konstruktiven Aufwand das Ansprechverhalten und die Regelbarkeit eines Druckluftbremszylinders in Kolbenbauweise zu verbessern, indem eine reibungsbedingte Hysterese vermieden oder zumindest deutlich verringert wird.

[0007] Die Erfindung kann in unterschiedlichen Ausgestaltungen ausgeführt werden, wie in den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen erläutert. Gemeinsam ist diesen Ausführungsbeispielen, dass zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe der Kolben auf der der Öffnung des Gehäuses abgewandten Seite in einem Lager axial geführt ist. Hierdurch wird eine deutliche Verringerung der Verkippneigung des Kolbens in allen Betätigungszuständen des Druckluftbremszylinders, d. h. auch bei Vollbetätigung, gewährleistet.

[0008] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert.

[0009] Es zeigen:

Fig. 1

eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckluftbremszylinders im unbetätigten Zustand in Schnittdarstellung und

Fig. 2

den Druckluftbremszylinder gemäß Fig. 1 im betätigten Zustand und

Fig. 3

eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckluftbremszylinders im unbetätigten Zustand und

Fig. 4

eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckluftbremszylinders im unbetätigten Zustand und

Fig. 5

eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckluftbremszylinders mit zusätzlicher Parkbremsfunktion im unbetätigten Zustand und

Fig. 6

den Druckluftbremszylinder gemäß Fig. 5 im betätigten Zustand und

Fig. 7

den Druckluftbremszylinder gemäß Fig. 5 mit betätigter Parkbremsfunktion.

[0010] In den Figuren werden für einander entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen verwendet.

[0011] Der Druckluftbremszylinder gemäß Fig. 1 weist ein Gehäuse (1, 2, 3) auf, das ein im wesentlichen zylindrisches Korpusteil (1), eine Frontwand (2) sowie eine Rückwand (3) aufweist. Im Inneren des Gehäuses ist ein durch Druckluftbeaufschlagung längsverschieblicher Kolben (4) angeordnet, der gegenüber dem Gehäuseteil (1) mittels einer umlaufenden Dichtung (5) abgedichtet ist. Der Kolben (4) ist starr mit einer Kolbenstange (6) verbunden. Die Kolbenstange (6) ragt durch eine Öffnung (15) des Gehäuses (1, 2, 3), nämlich die Öffnung (15) der Frontwand (2). An seinem Frontwand-seitigen Ende weist die Kolbenstange (6) eine Betätigungsfläche auf, die zur Betätigung des Zuspannhebels einer Scheibenbremse dient. Hierzu wird der Druckluftbremszylinder mit seiner Frontwand (2) mittels Bolzen (9) an dem Gehäuse einer Scheibenbremse befestigt. Dabei kommt die Betätigungsfläche mit dem Zuspannhebel der Scheibenbremse zur Anlage.

[0012] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Kolbenstange (6) im Bereich der Öffnung (15) in einem Lager (13) axial gelagert, dass heißt bezüglich der Längsbewegung der Kolbenstange (6). Das Lager (13) weist vorteilhaft auch eine Dichtfunktion auf. Hierfür kann das Lager (13) vorteilhaft als PUR-Ring ausgebildet sein.

[0013] Zur Betätigung des Druckluftbremszylinders kann der Kolben (4) über einen Druckluftanschluss (12) mit Druckluft beaufschlagt werden. Bei Druckluftbeaufschlagung - bewegt sich der Kolben (4) entgegen der Kraft einer Rückstellfeder (11) in Richtung der Frontwand (2). Die Frontwand (2) weist hierzu zum Druckausgleich eine Öffnung (14) auf, die mit der Atmosphäre oder einem Ausgleichsvolumen verbunden ist.

[0014] Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Kolben oder ein mit dem Kolben starr verbundenes Teil auf der der Öffnung (15) abgewandten Seite mit einem Fortsatz (7) verbunden. Der Fortsatz (7) ist in einem Lager (10) axial geführt. In der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist der Fortsatz (7) dabei als eine den Kolben (4) durchdringende Verlängerung der Kolbenstange (6) ausgebildet. Der Fortsatz (7) ist dabei zumindest in bestimmten Betätigungszuständen des Druckluftbremszylinders, zum Beispiel in dem in Fig. 1 dargestellten unbetätigten Zustand, in einem Verlängerungsbereich (8) des Gehäuses (1, 2, 3) aufgenommen. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Verlängerungsbereich (8) in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 als Teil der Rückwand (3) ausgebildet.

[0015] Die Fig. 2 zeigt den Druckluftbremszylinder gemäß Fig. 1 im betätigten Zustand, dass heißt bei einer Druckluftbeaufschlagung des Kolbens (4) durch den Druckluftanschluss (12).

[0016] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Fortsatz (7) zumindest in bestimmten Betätigungszuständen des Druckluftbremszylinders in dem Verlängerungsbereich (8) aufgenommen, z.B. in dem aus Fig. 1 ersichtlichen unbetätigten Zustand des Druckluftbremszylinders. In dem aus Fig. 2 ersichtlichen betätigten Zustand des Druckluftbremszylinders ist der Fortsatz (7) im wesentlichen aus dem Verlängerungsbereich (8) herausgewandert, wobei der Fortsatz (7) selbstverständlich in allen Betätigungszuständen des Druckluftbremszylinders durch das Lager (10) geführt wird.

[0017] Die Fig. 3 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, bei der der Fortsatz (7) als Teil des Kolbens (4) ausgebildet ist. Der Fortsatz (7) kann dabei vorteilhaft als separates Teil mit dem Kolben (4) verbunden sein, zum Beispiel durch eine Gewinde-Schraubverbindung, oder auch vorteilhaft einstückig mit dem Kolben (4) ausgebildet sein.

[0018] Die Fig. 4 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Druckluftbremszylinders, bei dem der Fortsatz (7) starr mit der Rückwand (3) verbunden ist und in das Innere der Kolbenstange (6) hineinragt. Das Lager (10) ist dabei fest mit der Kolbenstange (6) verbunden und bewegt sich bei einer Betätigung des Kolbens (4) relativ zu dem Fortsatz (7). Wie aus Fig. 4 erkennbar ist, hat diese Ausführungsform den Vorteil, besonders kleinbauend zu sein und insbesondere an der Rückseite des Druckluftbremszylinder wenig Bauraum zu beanspruchen.

[0019] Die Lager (10, 13) können vorteilhaft als Axial-Lager ausgebildet sein.

[0020] In der Fig. 5 ist eine vorteilhafte Weiterbildung des Druckluftbremszylinders dargestellt, welcher eine Parkbremsfunktion aufweist. Die Parkbremsfunktion weist dabei vorteilhaft eine Einheit zur mechanischen Verriegelung des Kolbens (4) in seiner betätigten Stellung auf.

[0021] In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 sind die dargestellten Elemente der Parkbremsfunktion an der der Frontwand (2) abgewandten Seite des Druckluftbremszylinders angeordnet. Die Elemente der Parkbremsfunktion weisen ein mit einem Außengewinde (20) versehenes Verriegelungselement (16), einen Antriebsbolzen (17) und einen Antrieb (18) auf. Der Antrieb (18) ist geeignet, den Antriebsbolzen (17) in eine Drehbewegung zu versetzen. Der Antriebsbolzen (17), der beispielsweise ein Außenvierkantprofil aufweist, überträgt die Drehbewegung auf das Verriegelungselement (16), das in Folge der Drehbewegung eine Axialbewegung bezüglich des Antriebsbolzen (17) ausführt. Die Axialbewegung wird dabei durch das Außengewinde (20) bewirkt, das in einem in dem Verlängerungsbereich (8) vorgesehenen Innengewinde (19) läuft. Für die Axialbewegung des Verriegelungselements (16) ist es allerdings erforderlich, dass der Kolben (4) zuvor durch die Druckluft betätigt worden ist.

[0022] In der Fig. 6 ist die Ausführungsform des Druckluftbremszylinders gemäß Fig. 5 dargestellt, wobei der Kolben (4) hier durch Druckluft betätigt ist. Die Parkbremsfunktion ist in der Darstellung gemäß Fig. 6 nicht betätigt. In der Fig. 7 ist der Druckluftbremszylinder gemäß Fig. 6 mit betätigter Parkbremsfunktion dargestellt. Hierfür ist das Verriegelungselement (16) in Folge einer Betätigung des Antriebs (18) axial in Richtung des Fortsatzes (7) bewegt worden, bis das Verriegelungselement (16) an dem Fortsatz (7) anliegt und eine zurückgerichtete Bewegung des Kolbens (4) hierdurch verhindert. Hierdurch kann eine Betätigung der Bremse aufrechterhalten werden, ohne dass die Druckluft-Betätigung des Kolbens (4) erforderlich ist.

[0023] In den Ausführungen gemäß den Fig. 5 bis 7 ist das Lager (10) zur Vereinfachung der Montage in einem Einsatz (21) angeordnet, der zusammen mit dem Lager (10) montierbar ist.

[0024] Der Antrieb (18) kann beispielsweise als ein Elektromotor mit Getriebe ausgebildet sein. Weiterhin sind auch die in der Patentanmeldung DE 10 2005 001 234 A1 angegebenen Antriebe bei dem vorliegenden Druckluftbremszylinder vorteilhaft einsetzbar.

Ansprüche

1. Druckluftbremszylinder in Kolbenbauweise zur Betätigung einer Scheibenbremse, mit einem Gehäuse (1, 2, 3) und einem in dem Gehäuse (1, 2, 3) beweglichen, mit Druckluft beaufschlagbaren Kolben (4), der zur Betätigung der Scheibenbremse mit einer durch eine Öffnung (15) des Gehäuses (1, 2, 3) geführten Kolbenstange (6) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (4) oder ein mit dem Kolben (4) starr verbundenes Teil auf der der Öffnung (15) abgewandten Seite des Kolbens (4) mit einem Fortsatz (7) verbunden ist, der eine axiale Führung des Kolbens (4) bewirkt.

2. Druckluftbremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur axialen Führung ein Axial-Lager (10) vorgesehen ist.

3. Druckluftbremszylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz (7) mit der Kolbenstange (6) starr verbunden ist.

4. Druckluftbremszylinder wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz (7) in dem Axial-Lager (10) geführt ist.

5. Druckluftbremszylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz (7) mit der der Öffnung (15) abgewandten Seite (3) des Gehäuses (1, 2, 3) starr verbunden ist.

6. Druckluftbremszylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (4) oder ein mit dem Kolben (4) starr verbundenes Teil gegenüber dem Fortsatz (7) in dem Axial-Lager (10) geführt ist.

7. Druckluftbremszylinder nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz (7) als Verlängerung der Kolbenstange (6) ausgebildet ist.

8. Druckluftbremszylinder nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (6) auf der der Öffnung (15) zugewandten Seite des Kolbens (4) in einem weiteren Lager (13) axial geführt ist.

9. Druckluftbremszylinder nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1, 2, 3) auf der der Öffnung (15) abgewandten Seite des Kolben (4) einen Verlängerungsbereich (8) aufweist, in dem der Fortsatz (7) zumindest in bestimmten Betätigungszuständen des Druckluftbremszylinders aufgenommen ist.

10. Druckluftbremszylinder nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Parkbremsfunktion.

11. Druckluftbremszylinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Parkbremsfunktion ein Verriegelungselement (16) aufweist, mittels dessen der Druckluftbremszylinder im betätigten Zustand verriegelbar ist.

12. Bremsenzuspannvorrichtung zum Zuspannen einer Scheibenbremse, mit einem auf einen Zuspannmechanismus wirkenden Zuspannhebel sowie mit einem Druckluftbremszylinder nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kolbenstange (6) auf den Zuspannhebel einwirkt.

Zeichnung